(57)【要約】燃料分離システム２０２は、燃料流１０６を受け取り、燃料流の揮発性に基づいて、燃料流１０６を、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流２１６と、第１の自己点火特性値とは異なる第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流２１７と、に分離するように構成された燃料分離器２１４と、燃料流１０６の燃料入力と燃料分離器２１４との間に流体結合された熱交換器２０４を含み、熱交換器２０４は、蒸気流２１６から燃料流１０６へ熱を伝達し、加熱された燃料流２０６を、燃料分離器２１４と、第１の自己点火特性値により規定された第２の液体流２１９と、へ出力するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料流を受け取り、前記燃料流の揮発性に基づいて、前記燃料流を、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するように構成された燃料分離器と；
前記燃料流の燃料入力と前記燃料分離器との間に流体結合された熱交換器であって、前記蒸気流から前記燃料流へ熱を伝達し、加熱された燃料流を、前記燃料分離器と、前記第１の自己点火特性値により規定された第２の液体流と、へ出力するように構成された熱交換器と；を備える、
燃料分離システム。
【請求項２】
前記熱交換器は、前記蒸気流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記第２の液体流に凝縮するように構成されている、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項３】
前記熱交換器と前記燃料分離器との間に結合され、前記加熱された燃料流を受け取り、前記加熱された燃料流を更に加熱するように構成された加熱器を更に備える、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項４】
前記熱交換器と前記燃料分離器との間に流体結合された可変オリフィスを更に備える、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項５】
前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するように操作可能に結合された制御装置を更に備える、
請求項４に記載の燃料分離システム。
【請求項６】
前記制御装置は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるように構成されている、
請求項５に記載の燃料分離システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる、
請求項６に記載の燃料分離システム。
【請求項８】
前記燃料分離器は、フラッシュ蒸留分離器を備える、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項９】
前記燃料分離器は、第１段階の燃料分離器と第２段階の燃料分離器とを備える、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項１０】
前記第１段階の燃料分離器は、前記燃料流を受け取り、前記燃料流の前記揮発性に基づいて、前記燃料流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記蒸気流と、前記第２の自己点火特性値によって規定された前記第１の液体流とに分離するように構成され、
前記第２段階の燃料分離器は、前記蒸気流を、酸素化物流と混合物流とに分離するように構成されている、
請求項９に記載の燃料分離システム。
【請求項１１】
前記第２段階の燃料分離器は、前記酸素化物流を前記第１の液体流と合流させるように導き、前記混合物流を前記熱交換器へ導くように構成されている、
請求項１０に記載の燃料分離システム。
【請求項１２】
前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を備え、
前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を備える、
請求項１に記載の燃料分離システム。
【請求項１３】
乗物の搭載燃料を分離する方法であって：
加熱された燃料流を、燃料分離器で、前記燃料流の揮発性に基づいて、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するステップと；
非加熱燃料流と、前記燃料分離器からの前記蒸気流とを熱交換器へ供給するステップと；
前記非加熱燃料流を加熱するために前記蒸気流から前記非加熱燃料流へ熱を伝達するステップと；
前記加熱された燃料流を前記燃料分離器へ供給するステップと；
前記第１の自己点火特性値によって規定された第２の液体流を前記熱交換器から供給するステップと；を備える、
方法。
【請求項１４】
前記第２の液体流を形成するように、前記熱交換器によって前記蒸気流を凝縮させるステップを更に備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱された燃料流を更に加熱するステップと；
前記更に加熱された燃料流を前記燃料分離器へ供給するステップと；を更に備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記加熱された燃料流を更に加熱するステップは：
前記加熱された燃料流を電気加熱器で加熱するステップと；
前記加熱された燃料流を熱交換器において前記第１の燃料流を用いて加熱するステップと；
前記加熱された燃料流を熱交換器においてエンジン排気ガスを用いて加熱するステップと；のうち少なくとも１つのステップとを備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記熱交換器と前記燃料分離器との間に流体結合された可変オリフィスを通して前記加熱された燃料流を循環させるステップを更に備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するステップを更に備える、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるステップを更に備える、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記燃料分離器は、フラッシュ蒸留分離器を備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記燃料分離器は、第１段階の燃料分離器と第２段階の燃料分離器とを備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１段階の燃料分離器を用いて、前記加熱された燃料流を、前記燃料流の前記揮発性に基づいて、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記蒸気流と、前記第２の自己点火特性値によって規定された前記第１の液体流とに分離するステップと；
前記第２段階の燃料分離器を用いて、前記蒸気流を酸素化物流と混合物流とに分離するステップと；を更に備える、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記酸素化物流を前記第１の液体流に合流させるステップと；
前記混合物流を前記熱交換器へ供給するステップと；を更に備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を備え、
前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項２６】
乗物システムであって、
乗物と；
前記乗物に搭載された、燃料を動力源とする内部燃焼のエンジンと；
搭載燃料分離システムと；を備え：
前記搭載燃料分離システムは：
前記乗物に貯蔵された燃料を受け取り、前記燃料流の揮発性に基づいて、前記燃料を、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するように構成された燃料分離器と；
前記燃料の燃料入力と前記燃料分離器との間に流体結合された熱交換器であって、前記蒸気流から前記燃料へ熱を伝達し、加熱された燃料流を、前記燃料分離器と、前記第１の自己点火特性値によって規定された第２の液体流と、へ出力するように構成された熱交換器と；
前記燃料分離器から出力された前記第１の液体流を貯蔵するために、前記エンジンと前記燃料分離器との間で流体結合された第１の燃料タンクと；
前記熱交換器から出力された前記第２の液体流を貯蔵するために、前記エンジンと前記熱交換器との間に流体結合された第２の燃料タンクと；を備える、
乗物システム。
【請求項２７】
前記熱交換器は、前記蒸気流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記第２の液体流に凝縮するように構成されている、
請求項２６に記載の乗物システム。
【請求項２８】
前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するように操作可能に結合された制御装置を更に備える、
請求項２７に記載の乗物システム。
【請求項２９】
前記制御装置は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるように構成されている、
請求項２８に記載の乗物システム。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる、
請求項２９に記載の乗物システム。
【請求項３１】
前記燃料分離器に流体結合された入力と、前記熱交換器に流体結合された出力とを備え、前記燃料分離器からの前記蒸気流を受け取り、前記入力と前記出力との間の前記蒸気流の圧力差に基づいて電力を生成するように構成されたタービンを更に備える、
請求項２６に記載の乗物システム。
【請求項３２】
前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を備え、
前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を備える、
請求項２６に記載の乗物システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１６年２月１６日に出願された米国特許出願第１５／０４４，５８４号に基づく優先権を主張し、当該米国特許出願のすべての記載内容を援用する。
【０００２】
本開示は、乗物に搭載された燃料の調整に関し、特には、燃料の少なくとも１つの特性に従って、乗物に搭載された燃料の動的分離に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車、トラック、ボート、全地形車両、その他の乗物は、典型的には動力用に内燃機関を使用する。これらのエンジンは、運転のために、ガソリン、ディーゼル又は別のもの等の燃料を必要とする。燃料は、しばしば、オクタン価又はセタン価によって特徴付けられる。
【発明の概要】
【０００４】
総合的実施において、燃料分離システムは、燃料流を受け取り、前記燃料流の揮発性に基づいて、前記燃料流を、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するように構成された燃料分離器と；前記燃料流の燃料入力と前記燃料分離器との間に流体結合された熱交換器であって、前記蒸気流から前記燃料流へ熱を伝達し、加熱された燃料流を、前記燃料分離器と、前記第１の自己点火特性値により規定された第２の液体流と、へ出力するように構成された熱交換器とを含む。
【０００５】
上記総合的実施に組み合わせ可能な１つの側面において、前記熱交換器は、前記蒸気流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記第２の液体流に凝縮するように構成されている。
【０００６】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記熱交換器と前記燃料分離器との間に結合され、前記加熱された燃料流を受け取り、前記加熱された燃料流を更に加熱するように構成された加熱器を更に含む。
【０００７】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記熱交換器と前記燃料分離器との間に流体結合された可変オリフィスを更に含む。
【０００８】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するように操作可能に結合された制御装置を更に含む。
【０００９】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記制御装置は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるように構成されている。
【００１０】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる。
【００１１】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記燃料分離器は、フラッシュ蒸留分離器を含む。
【００１２】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記燃料分離器は、第１段階の燃料分離器と第２段階の燃料分離器とを含む。
【００１３】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第１段階の燃料分離器は、前記燃料流を受け取り、前記燃料流の前記揮発性に基づいて、前記燃料流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記蒸気流と、前記第２の自己点火特性値によって規定された前記第１の液体流とに分離するように構成されている。
【００１４】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第２段階の燃料分離器は、前記蒸気流を、酸素化物流と混合物流とに分離するように構成されている。
【００１５】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第２段階の燃料分離器は、前記酸素化物流を前記第１の液体流と合流させるように導き、前記混合物流を前記熱交換器へ導くように構成されている。
【００１６】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を含み、前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を含む。
【００１７】
別の総合的実施において、乗物の搭載燃料を分離する方法は、加熱された燃料流を、燃料分離器で、前記燃料流の揮発性に基づいて、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するステップと；非加熱燃料流と、前記燃料分離器からの前記蒸気流とを熱交換器へ供給するステップと；前記非加熱燃料流を加熱するために前記蒸気流から前記非加熱燃料流へ熱を伝達するステップと；前記加熱された燃料流を前記燃料分離器へ供給するステップと；前記第１の自己点火特性値によって規定された第２の液体流を前記熱交換器から供給するステップとを含む。
【００１８】
上記総合的実施に組み合わせ可能な１つの側面は、前記第２の液体流を形成するように、前記熱交換器によって前記蒸気流を凝縮させるステップを更に含む。
【００１９】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記加熱された燃料流を更に加熱するステップと；前記更に加熱された燃料流を前記燃料分離器へ供給するステップとを更に含む。
【００２０】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記加熱された燃料流を更に加熱するステップは：前記加熱された燃料流を電気加熱器で加熱するステップと；前記加熱された燃料流を熱交換器において前記第１の燃料流を用いて加熱するステップと；前記加熱された燃料流を熱交換器においてエンジン排気ガスを用いて加熱するステップと；のうち少なくとも１つのステップとを含む。
【００２１】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記熱交換器と前記燃料分離器との間に流体結合された可変オリフィスを通して前記加熱された燃料流を循環させるステップを更に含む。
【００２２】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するステップを更に含む。
【００２３】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるステップを更に含む。
【００２４】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる。
【００２５】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記燃料分離器は、フラッシュ蒸留分離器を含む。
【００２６】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記燃料分離器は、第１段階の燃料分離器と第２段階の燃料分離器とを含む。
【００２７】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記第１段階の燃料分離器を用いて、前記加熱された燃料流を、前記燃料流の前記揮発性に基づいて、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記蒸気流と、前記第２の自己点火特性値によって規定された前記第１の液体流とに分離するステップと；前記第２段階の燃料分離器を用いて、前記蒸気流を酸素化物流と混合物流とに分離するステップとを更に含む。
【００２８】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記酸素化物流を前記第１の液体流に合流させるステップと；前記混合物流を前記熱交換器へ供給するステップとを更に含む。
【００２９】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を含み、前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を含む。
【００３０】
別の総合的実施において、乗物システムは、乗物と；前記乗物に搭載された、燃料を動力源とする内部燃焼のエンジンと；搭載燃料分離システムとを含み：前記搭載燃料分離システムは：前記乗物に貯蔵された燃料を受け取り、前記燃料流の揮発性に基づいて、前記燃料を、第１の自己点火特性値によって規定された蒸気流と、前記第１の自己点火特性値よりも大きい第２の自己点火特性値によって規定された第１の液体流と、に分離するように構成された燃料分離器と；前記燃料の燃料入力と前記燃料分離器との間に流体結合された熱交換器であって、前記蒸気流から前記燃料へ熱を伝達し、加熱された燃料流を、前記燃料分離器と、前記第１の自己点火特性値によって規定された第２の液体流と、へ出力するように構成された熱交換器と；前記燃料分離器から出力された前記第１の液体流を貯蔵するために、前記エンジンと前記燃料分離器との間で流体結合された第１の燃料タンクと；前記熱交換器から出力された前記第２の液体流を貯蔵するために、前記エンジンと前記熱交換器との間に流体結合された第２の燃料タンクとを含む。
【００３１】
上記総合的実施に組み合わせ可能な１つの側面において、前記熱交換器は、前記蒸気流を、前記第１の自己点火特性値によって規定された前記第２の液体流に凝縮するように構成されている。
【００３２】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記加熱された燃料流、前記蒸気流、及び前記第１の液体流のうちの少なくとも１つの体積流量を変化させるように、前記燃料分離器及び前記可変オリフィスの少なくとも一方を制御するように操作可能に結合された制御装置を更に含む。
【００３３】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記制御装置は、少なくとも部分的に、少なくとも１つのエンジン運転条件に基づいて、前記第１の自己点火特性値と前記第２の自己点火特性値との少なくとも一方を変化させるように構成されている。
【００３４】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記少なくとも１つのエンジン運転条件には、エンジン負荷、エンジントルク、エンジン回転数、燃料蒸気−液体比、燃料蒸気ロック指数、燃料運転性指数、燃料Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘度、又はエンジン回転数―トルク比、が含まれる。
【００３５】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面は、前記燃料分離器に流体結合された入力と、前記熱交換器に流体結合された出力とを含み、前記燃料分離器からの前記蒸気流を受け取り、前記入力と前記出力との間の前記蒸気流の圧力差に基づいて電力を生成するように構成されたタービンを更に含む。
【００３６】
前述の側面のいずれかに組み合わせ可能な別の側面において、前記第１の自己点火特性値は、第１のリサーチオクタン価（ＲＯＮ）又は第１のセタン価を含み、前記第２の自己点火特性値は、第２のＲＯＮ又は第２のセタン価を含む。
【００３７】
他の態様は以下を含む。すなわち、タービンによって生成された電力を貯蔵でき、その後エンジン始動時に分離システムを加熱するために利用できること、又は、補助ユニット若しくはハイブリッドシステムで使用できること；２つの分離した流れを貯蔵する２つのタンクを（例えば温度の）動的制御によって排除することにより、２つの分離した流れのそれぞれの適切な容積流量及びオクタン価を得られること；熱交換器のサイズ（又は蒸留装置の場合はリボイラ）の最小化は、熱交換器内の相変化を防ぐために液体を特定の圧力（約１０バール（１ＭＰａ））の下に保つことによって達成できること；蒸気化は、液体が制御バルブ（例えば、オリフィス）を通過し、運転圧力でフラッシュ又は蒸留ユニットに入ると起こり得ること；蒸気相がより良好に凝縮されるように、フラッシュタンク又は蒸留塔を、大気圧を超える圧力で運転することができ、それにより、より少ない冷却で（より高い温度で）完全な凝縮を得られるが、蒸気流が凝縮されるまで、又は、エンジン内に噴射されるまで圧力をかけた状態を保つことが条件であること；そして、ソーラーパネルを乗物に取り付けることができ、生成された電力を用いて、電気を必要とするコンポーネント、例えば、ポンプ、バルブ、制御システム等、を稼動させること。
【００３８】
本開示による実施は、１つ以上の下記特徴を含んでもよい。例えば、燃料消費量、燃料費、及び乗物からのＣＯ２排出量、を削減できる。別の例として、乗物の燃料消費量は、より高い体積流量の燃料よりむしろ、最適化された自己点火特性値（例えば、オクタン価、セタン価、又はその他）を有する燃料を乗物のエンジンに供給することによって低減できるだろう。例えば、実施では、エンジンの負荷又は運転条件に基づいて、特定の最適化された自己点火特性値の燃料をエンジンへ供給してもよい。そのような実施では、乗物に貯蔵された単独の燃料源（例えば、燃料タンク）の自己点火特性値を最適化してもよい。本明細書に記載された実施は、燃料の自己点火特性値を最適化することによって乗物のパワー部品へ追加のエネルギ源を提供してもよい。加えて、本明細書に記載された実施は、乗物に搭載された燃料の自己点火特性値を最適化してもよい。別の例として、本明細書に開示された実施は、運転中の乗物に貯蔵された単独の燃料源から、それぞれ異なる自己点火特性値を有する複数の燃料流を提供してもよい。更に別の例として、実施により、乗物の運転者が、典型的にはよりコスト効率の良い低い自己点火特性値（例えば、低オクタン価）を有する燃料を購入してもよいが、購入した燃料と分離されたより高い価値の燃料との両方を、乗物に使用してもよい。さらなる例として、実施は、乗物のパワー部品に、（例えば、乗物に搭載の従来の電力源に加えて）追加の電力源を提供してもよい。
【００３９】
本開示に記載された主題の一つ以上の実施の詳細を、添付する図面及び以下の説明に記載する。本主題の他の特徴、側面及び利点は、かかる説明及び図面並びに請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本開示による搭載燃料分離システムの実施の例を含む多燃料乗物システムの概略図である。
【００４１】
【図２】本開示による搭載燃料分離システムの実施の例の概略図である。
【００４２】
【図３】本開示による搭載燃料分離システムの別の実施の例の概略図である。
【００４３】
【図４】本開示による搭載燃料分離システムの別の実施の例の概略図である。
【００４４】
【図５Ａ】本開示による搭載燃料分離システムのシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【図５Ｂ】本開示による搭載燃料分離システムのシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【図５Ｃ】本開示による搭載燃料分離システムのシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【００４５】
【図６Ａ】本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【図６Ｂ】本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【図６Ｃ】本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【００４６】
【図７Ａ】本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【図７Ｂ】本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフである。
【００４７】
【図８】本開示による搭載燃料分離システムの例示の制御装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本開示は、自動車、トラック、ボート、又は動力を発生するエンジンを利用する他の乗物に搭載してもよい燃料分離システムを説明する。態様によっては、燃料分離システムは、燃料の分画成分の揮発性の差に基づいて、入力燃料流を２つ以上の分画燃料流に分離するように制御可能なフラッシュ蒸留ユニットのような燃料分離器を含む。分離された分画燃料成分のそれぞれは、例えば、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）、セタン価、又はその他の、特定の自己点火特性値によって規定される。分離された分画燃料成分の自己点火特性値は変化してもよく、その結果得られる分画燃料成分流の値は、燃料分離器からの別の分画燃料成分流の値よりも低い。態様によっては、燃料分離器の運転条件、又は搭載燃料分離システムの１つ以上の追加の構成要素は、エンジンの運転条件に少なくとも部分的に基づいて制御される。態様によっては、搭載燃料分離システムは、１つ以上の分画燃料成分流から（例えば、乗物の燃料タンクから）源燃料流への熱の移動を促進するように位置決めされた熱交換器を含む。
【００４９】
図１は、本開示による搭載燃料分離システム１０８の実施の例を含む乗物システム１００の概略図である。図１に示すように、乗物システム１００は、自動車として代表される乗物１０２を含むが、本開示は、「乗物」とは、有人か無人かにかかわらず、自動車、モーターサイクル、全地形車両（ＡＴＶ）、船舶（例えば、ボート等）、又は空輸乗物（例えば、飛行機、ウルトラライト（超軽量飛行機）、ドローン等）を含めることを予期している。実際、本開示は、「乗物」が、ガソリン、ナフサ又はディーゼルのような炭化水素液体燃料から動力を得る任意の装置であることを予期している。「乗物」はまた、リサーチオクタン価（ＲＯＮ）（又はオクタン価）（例えば、ガソリン燃料の場合）又はセタン価（例えば、ディーゼル燃料の場合）のように、自己点火特性値を有する燃料を用いるように設計されたエンジンを含む任意の装置であってもよい。
【００５０】
図示の乗物１０２は、例えば、乗物１０２の運転中に、搭載燃料分離システム１０８に燃料流１０６を提供するために、搭載燃料分離システム１０８に流体結合された燃料入力１０４を含む。態様によっては、燃料タンク（不図示）が燃料入力１０４と搭載燃料分離システム１０８との間に流体結合されており、例えば特定量の燃料流１０６を収容する。そのような態様では、例えば、乗物１０２を運転するための必要に応じて、燃料タンクから搭載燃料分離システム１０８へと燃料流１０６を可変的に循環（例えば、ポンプ輸送）させてもよい。態様によっては、乗物の燃料レールを燃料流１０６の循環に使用できる。
【００５１】
本明細書で説明するように、搭載燃料分離システム１０８は、例えば、燃料流１０６の特定の特性に基づいて、燃料流１０６を２つ以上の個々の分画流に分離する。例えば、燃料流１０６は、燃料流１０６内の分画（分留成分あるいは断片流）の揮発性の差に基づいて分画に分離してもよい。燃料流１０６は、態様によっては、芳香族分画又は酸素化物分画、及び他の混合物分画に分離してもよい。態様によっては、搭載燃料分離システム１０８は、燃料流１０６を、分画の揮発性の差に基づいて、それぞれが個別の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ、セタン価他）を有する個別の分画に分ける、フラッシュ蒸留分離器（例えば、フラッシュタンク、コンパクト蒸留ユニット他）等の１つ以上の燃料分離器を含んでもよい。
【００５２】
態様によっては、搭載燃料分離システム１０８を、分離された分画の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ、セタン価他）、分離された分画の特定流量、又はその両方を最適化するために、複数の圧力、複数の温度、又はその両方で制御可能に操作してもよい。搭載燃料分離システム１０８のさらなる制御可能な態様は、例えば、搭載燃料分離システム１０８内の小型蒸留ユニットの温度プロファイル、搭載燃料分離システム１０８内の多数の平衡ステージ、供給位置、及び還流比を含む。
【００５３】
図示の乗物１０２は、搭載燃料分離システム１０８を分画燃料タンク１１４及び１１６に流体結合する２つ以上の燃料分画導管１１０及び１１２を含む。例えば、燃料分画導管１１０は、搭載燃料分離システム１０８を分画燃料タンク１１４に流体結合して、特定の自己点火特性値を持つ搭載燃料分離システム１０８によって出力された燃料分画を貯蔵し、一方、燃料分画導管１１２は、搭載燃料分離システム１０８を分画燃料タンク１１６に流体結合して、異なる自己点火特性値を有する搭載燃料分離システム１０８によって出力される別の燃料分画を貯蔵してもよい。特定の実施では、搭載燃料分離システム１０８によって出力されて分画燃料タンク１１４に貯蔵される燃料分画が、搭載燃料分離システム１０８によって出力されて分画燃料タンク１１６に貯蔵される燃料分画より高いＲＯＮを持つこととしてもよい。２つの分画燃料タンクのみが示されているが、本開示は、（例えば、搭載燃料分離システム１０８の分離ステージの数によるが、）２つより多い分画燃料タンクを搭載燃料分離システム１０８に流体結合してもよいことを予期している。
【００５４】
態様によっては、２つの燃料流１１８及び１２０がそれぞれエンジン１２４へ直接供給されてもよい。例えば、（燃料流１１８及び１２０の）一方の燃料流をポート噴射することができ、（燃料流１１８及び１２０の）他方の燃料流をエンジン１２４のシリンダへ直接噴射することができる。この実施は、エンジン１２４に正確な燃料を供給する際の時間遅れ（タイムラグ）を回避し得る。というのは、燃料ラインアフター弁１２２に既に存在する燃料に起因して時間遅れを生じる可能性があるからである。態様によっては、燃料流１１８及び１２０の燃料経路はできるだけ短く保たれる。
【００５５】
この例示の概略図では、分画燃料タンク１１４及び１１６は、分画燃料供給ライン１１８及び１２０並びに制御弁１２２を通してエンジン１２４（例えば、内燃ガソリン、ナフサ又はディーゼルエンジン）に流体結合されている。例えば、分画燃料タンク１１４（例えば、より高いＲＯＮ燃料分画を貯蔵する）は、供給ライン１１８を通してエンジン１２４に流体結合され、分画燃料タンク１１６（例えば、より低いＲＯＮ燃料分画を貯蔵する）は、供給ライン１２０を通してエンジン１２４に流体結合されている。例えば、回転数対トルク条件のような動的（例えば、瞬時又はリアルタイム）駆動条件に基づいて、分画燃料タンク１１４／１１６の一方に貯蔵された特定の燃料分画をエンジン１２４へ供給するために、制御弁１２２を（例えば、図示しないが、乗物制御システムによって）制御してもよい。供給された燃料分画は、動的（例えば、瞬時又はリアルタイム）運転条件に対して最適化された自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）を有していてもよい。例えば、高負荷エンジン条件、高速エンジン条件、又はそれらの組み合わせに基づいて、（例えば、タンク１１４に貯蔵された）より高いＲＯＮ燃料分画を、エンジン１２４へ循環させてもよい。低負荷エンジン条件、低速エンジン条件、又はそれらの組み合わせに基づいて、（例えば、タンク１１６に貯蔵された）より低いＲＯＮ燃料分画をエンジン１２４へ循環させてもよい。
【００５６】
態様によっては、搭載燃料分離システム１０８は、燃料消費、コスト、及びＣＯ２の排出を低減するのに役立つかもしれない。例えば、エンジン運転要件（例えば、動的又はリアルタイム）に応じて、必要最小限の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ）を有する燃料分画をエンジン１２４へ供給する（が、従来以上ではない）。搭載燃料分離システム１０８は、高負荷及び高速運転条件のために、比較的高いＲＯＮ燃料分画を（例えば、分画燃料タンク１１４に）貯蔵してもよい。同様に、比較的低いＲＯＮ燃料分画を、低負荷及び低速運転条件用に（例えば分画燃料タンク１１６内に）貯蔵する。
【００５７】
態様によっては、分画燃料タンク１１４及び１１６を、システム１００から排除してもよく、したがって、燃料分画のうちの１つ（例えば、より高いＲＯＮ分画又はより低いＲＯＮ分画）を、エンジン運転条件（例えば、回転数対トルク、エンジンマップ運転ポイント、その他）によって指示されながら、搭載燃料分離システム１０８からエンジン１２４へリアルタイム（例えば、乗物１０２に動力を供給するためのエンジン１２４の運転中）に循環させてもよい。したがって、態様によっては、乗物１０２上の燃料貯蔵タンクだけを、燃料入力１０４と搭載燃料分離システム１０８（例えば、標準の乗物燃料タンク）との間で流体結合してもよい。したがって、態様によっては、搭載燃料分離システム１０８を、単独の燃料タンクを含む従来の乗物１０２に統合してもよい。
【００５８】
図２は、本開示による搭載燃料分離システム２００の実施の例の概略図である。態様によっては、システム２００の少なくとも一部は、図１に示される乗物１０２内の搭載燃料分離システム１０８として実施されてもよい。図示された搭載燃料分離システム２００は、いくつかの構成要素を含む（破線で示される）搭載燃料分離サブ組立体２０２を含む。図示されるように、燃料流１０６を、熱交換器２０４（例えば、プレート及びフレーム式熱交換器、シェル及びチューブ（シェルアンドチューブ）熱交換器、フィン及びチューブ熱交換器他）で受けてもよい。また、熱交換器２０４は、搭載燃料分離サブ組立体２０２から出力され熱交換器２０４に戻って循環される、蒸気燃料流２１６の入力を受ける。
【００５９】
熱交換器２０４は、加熱された燃料流２０６を第２の加熱器２０８（例えば、高温冷却材、高温排気ガス、電気加熱器等）へ出力する。オリフィス２１０（例えば、バルブ、固定オリフィス、可変オリフィス、又はその他）は、加熱器２０８と燃料分離器２１４との間に流体結合されている。オリフィス２１０からの燃料流入力２１２は、加熱された燃料流２０６を（例えば、増加又は減少した圧力で）燃料分離器２１４へ供給する。
【００６０】
態様によっては、燃料分離器２１４を真空で運転してもよい。例えば、特定の自己点火特性値が望ましいいくつかの実施において、燃料流入力２１２の増加した揮発性成分を回収するために、燃料分離器２１４を真空下（例えば、周囲作動圧力よりも低い）で運転してもよい。
【００６１】
図示されたシステム２００を実行することにおいて、燃料分離器２１４は、燃料流入力２１２を２つの燃料分画流、すなわち蒸気燃料流２１６と液体燃料流２１７とに分離する。この例では、液体燃料流２１７を分画燃料タンク１１４へ供給してもよい。
【００６２】
図示された燃料分離器２１４は、入力燃料流２１２の分画成分の相対的揮発性に基づいて、入力燃料流２１２を少なくとも２つの個別の燃料分画（例えば、蒸気流２１６及び液体流２１７）に分離するフラッシュ蒸留組立体であってもよい。態様によっては、フラッシュ蒸留組立体は、液滴（ミスト）が蒸気流２１６で運ばれるのを防止又は低減するために、スクリーン又は類似の内部構造を装着した１つ以上のフラッシュタンクを含んでいてもよい。態様によっては、フラッシュ蒸留組立体は、分離を改善し、蒸気流２１６へのミスト持ち運びを防止又は低減するために、構造化若しくはランダムパッキング又はトレイで充填された、小型蒸留ユニットであってもよい。更に、態様によっては、フラッシュ蒸留組立体内のフラッシュタンクの数を、例えば、燃料流１０６の成分（例えば、直鎖アルカン、分枝アルカン、環状アルカン、アルケン、芳香族化合物）及びその相対揮発性、酸素化物等の燃料流１０６の添加物の揮発性、蒸気流２１６及び液体流２１７の望ましい自己点火特性値、蒸気流２１６及び液体流２１７の相対流量、又はそれらの組み合わせによって特定してもよい。２つの出力流（例えば、蒸気流２１６及び液体流２１７）が、燃料分離器２１４から示されているが、（例えば、燃料分離ステージの数、フラッシュタンク等に基づく）出力流は、２つより多くてもよい。
【００６３】
図示されたシステム２００は、搭載燃料分離サブ組立体２０２に通信可能に結合されている（例えば、搭載燃料分離サブ組立体２０２の、１つ以上の構成要素や図示されていない構成要素を制御するために通信可能に結合される）制御システム２１８も含む。態様によっては、制御システム２１８は、機械式、空気式、電気機械式、又はマイクロプロセッサベースの制御システム（又はそれらの組み合わせ）であってもよい。制御システム２１８は、搭載燃料分離システム２００を含む乗物のエンジンのエンジン運転特性に関連する入力を受信（又は記憶）し、受信（又は記憶）された入力に基づいて、例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流２０６、蒸気流２１６、液体流２１７、又はそれらの組み合わせの温度、流量を、調整又は制御する１つ以上のバルブに制御信号を送ってもよい。制御システム２１８は、また、燃料分離器２１４内のフラッシュタンクの運転温度、圧力、又は複数の圧力を制御するために、燃料分離器２１４に通信可能に結合されていてもよい。制御システム２１８は、例えば、燃料分離器２１４の前に加熱された燃料流２０６へ更に熱を加えるために、第２の加熱器２０８に通信可能に結合されていてもよい。
【００６４】
例示のエンジン運転特性には、他の例の中でも特に、エンジン負荷、トルク及び回転数、並びに、例えば、気液比、蒸気ロック率、運転性指数、Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘性、又はエンジン回転数−トルク比等の燃料仕様を含む。（制御システム２１８への入力として）そのような特性は、少なくとも部分的に、搭載燃料分離システム２０２の１つ以上の運転特性を調整するために使用してもよい。例えば、熱交換器２０４、燃料分離器２１４、又はその両方の運転圧力、温度、又はその両方を調整してもよい。１つ以上の例示された燃料流（例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流、蒸気燃料流２１６、液体燃料流２１７他）の流量、圧力、温度、又はそれらの組み合わせも、（例えば、制御システム２１８を用いて図示しないバルブを制御することによって）調整してもよい。搭載燃料分離システム２０２の１つ以上の構成要素を制御システム２１８で調整することによって、蒸気燃料流２１６及び液体燃料流２１７の一方又は両方の自己点火特性値を、例えば、エンジンの運転条件に応じた望ましい値に調整してもよい。
【００６５】
実施によっては、高負荷での、ノッキングやエンジン損傷を避けるために、ガソリンエンジンは（例えば、長い点火遅れ用に）高オクタン価の燃料を必要とする。液体流２１７のオクタン価は、高オクタン価であってもよく、流量は、図５Ａ乃至図５Ｃ、図６Ａ乃至図６Ｃに示されるように、燃料分離器２１４の温度によって（例えば、一定圧力で）特定されてもよい。態様によっては、搭載制御装置２１８は、工場設定、運転履歴、又はその両方に基づいて、高ＲＯＮ燃料（及び関連するＲＯＮ値）の量の推定値を有していてもよい。制御装置２１８は、燃料分離器２１４の各温度でのＲＯＮ及び流量値並びに燃料仕様（例えば、蒸気ロック指数、Ｔ９５他の仕様）を与える予測機能を有してもよい。次に、制御装置２１８は、必要に応じて、加熱器２０８に多かれ少なかれ熱を与えることによって、高ＲＯＮ燃料（液体流２１７）の量を最大にする最適な値に燃料分離器２１４の温度を設定してもよい。他の応用では、固定された高ＲＯＮ流でＲＯＮ値を最大にするように温度を選択できる。制御装置２１８の別の機能は、液体タンク１１４に蒸気が行くのを防ぐために、燃料分離器２１４内の液体の最低レベルを維持することであってよい。これは、液体流２１７のために導管内に制御弁を有することによって達成できる。
【００６６】
小型蒸留の実施のために、蒸気流２１６及び液体流２１７のオクタン価及び流量は、２つ以上の変数によって特定してもよい。すなわち、変数の選択肢は、リボイラ及び凝縮器の（例えば、蒸気流２１６の）温度、並びに平衡ステージ数、還流比、及び凝縮器から（一定圧力で）引き出される凝縮液の量、である。この制御戦略は、上述と同様であってもよいが、制御すべきより多くの変数があり、燃料分離器２１４には液体の滞留がない。
【００６７】
態様によっては、分離システム２００は、エンジンの高速動力（高速ダイナミックス）にリアルタイムで追従する可能性は低くてもよい。したがって、実施によっては、搭載燃料分離システム２００を有する乗物は、（主燃料タンクに加えて）２つの個別の燃料流２１６及び２１７用の２つのより小さなタンク１１４及び１１６を含むことができる。
【００６８】
例示された蒸気流２１６及び液体流２１７の自己点火特性値は異なっていてもよい。例えば、態様によっては、蒸気流２１６は、液体流２１７の自己点火特性値よりも低い自己点火特性値を有してもよい。態様によっては、蒸気流２１６及び液体流２１７の自己点火特性値は、ＲＯＮ又はセタン価であってもよい。
【００６９】
例示の運転では、燃料流１０６を、燃料分離器２１４から出力された蒸気流２１６と同様に、熱交換器２０４へ（例えば、強制的に圧送、噴霧、又はその他で）循環する。蒸気流２１６からの熱は、熱交換器２０４において燃料流１０６へ伝達され、加熱された燃料流２０６として熱交換器２０４から出力される。特定の自己点火特性値（例えば、液体流２１７のＲＯＮに対して低いＲＯＮ）を有している蒸気流２１６は、熱が燃料流１０６へ伝達されるときに熱交換器２０４において凝縮する。凝縮蒸気流２１９（ここでは、低ＲＯＮを有する液体流として）を、分画燃料タンク１１６へ循環して、エンジン（例えば、エンジン１２４）用の燃料源としての使用のために貯蔵してもよい。
【００７０】
態様によっては、燃料流１０６を熱交換器２０４へ循環させる前に、燃料流１０６を、例えば電気加熱、加熱テープ等で予熱してもよい。例えば、「コールドスタート」状況（例えば、乗物のエンジンを始動している場合）において、蒸気流２１６又は加熱器２０８を通した加熱流が燃料流１０６へ十分な熱を提供できないということに基づいて、燃料流１０６を予熱してもよい。このような態様では、分画燃料タンク１１６及び１１４に貯蔵された１つ以上の燃料分画（例えば、低ＲＯＮ、凝縮蒸気相２１９、又は高ＲＯＮ液相２１７）を、エンジンのコールドスタート燃料として用いてもよい。
【００７１】
態様によっては、蒸気流２１６は、熱交換器２０４内において完全には凝縮しない場合がある。そのような態様では、部分的に凝縮した蒸気流２１９を、蒸気流２１９中の残留蒸気をより完全に凝縮するように、更に冷却してもよい。例えば、部分的に凝縮した蒸気流２１９中の蒸気を分離し、エンジンへの空気取入口でエンジンへ循環させてもよい。別の例として、冷却コイル、ラジエータ等のような第２の熱交換器（不図示）は、蒸気流２１９を（例えば、乗物空調システムの一部である冷たい冷媒で）熱交換器２０４と分画燃料タンク１１６との間で更に冷却してもよい。更に別の例として、分画燃料タンク１１６の前に、蒸気流２１９を更に又は完全に凝縮させるために、部分的に凝縮された蒸気流２１９の圧力を増加させてもよい。
【００７２】
加熱された燃料流２０６は、加熱された燃料流２０６へ追加の熱を加えることができる第２の加熱器２０８を通して循環する。例えば、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流２１６及び液体流２１７において満たされるように、第２の加熱器２０８を、追加の熱を加えるように（例えば制御システム２１８によって）制御してもよい。
【００７３】
（第２の加熱器２０８によって更に）加熱された燃料流２０６は、オリフィス２１０を通して循環し、燃料流入力２１２として燃料分離器２１４へ流入する。態様によっては、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流２１６及び液体流２１７で満たされるように、オリフィス２１０を、燃料入力流２１２の圧力を調整するように（例えば、制御システム２１８によって）制御してもよい。
【００７４】
燃料入力流２１２は、燃料分離器２１４を通して循環し、図示された蒸気流２１６及び図示された液体流２１７に（例えば、燃料入力流２１２の分画の相対的揮発性に基づいて）分離される。態様によっては、燃料分離器２１４は、燃料入力流２１２を、それぞれが特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）を有する複数の蒸気流及び複数の液体流に分離してもよい。そのような態様では、燃料分離器２１４（例えば、フラッシュタンク又は蒸留ユニット又はそれらの組み合わせ）は、複数の分離ステージを有していてもよい。
【００７５】
この例では、燃料分離器２１４から出力される液体流２１７の自己点火特性値（例えばＲＯＮ）は、蒸気流２１６の自己点火特性値よりも高い。液体流２１７は、分画燃料タンク１１４へ循環し、エンジン（例えば、エンジン１２４）用の燃料源として使用するために貯蔵される。
【００７６】
図３は、本開示による搭載燃料分離システム３００の別の実施の例の概略図である。態様によっては、システム３００の少なくとも一部を、図１に示す乗物１０２内の搭載燃料分離システム１０８として実施してもよい。システム３００は、図２に示すシステム２００と同様であるかもしれないが、搭載燃料分離サブ組立体３０２内の燃料分離器３１４と熱交換器３０４との間に流体結合された発電機３１８も含む。発電機３１８は、搭載燃料分離システム３００を含む乗物（例えば、乗物１０２）内に、出力（例えば、電力）Ｐを生成してもよい。
【００７７】
図示された搭載燃料分離システム３００は、いくつかの構成要素を含む（破線で示された）搭載燃料分離サブ組立体３０２を含む。図示されているように、燃料流１０６を、熱交換器３０４（例えば、プレート及びフレーム式熱交換器、シェル及びチューブ（シェルアンドチューブ）熱交換器、フィン及びチューブ熱交換器、又はその他）で受け入れてもよい。また、熱交換器３０４は、搭載燃料分離サブ組立体３０２から出力され、熱交換器３０４へ戻って循環する蒸気燃料流３１６の入力を受け入れる。
【００７８】
熱交換器３０４は、加熱された燃料流３０６を第２の加熱器３０８（例えば、高温冷却材、高温排気ガス、電気加熱器他）に出力する。オリフィス３１０（例えば、バルブ、固定オリフィス、可変オリフィス他）は、加熱器３０８と燃料分離器３１４との間に流体結合されている。オリフィス３１０からの燃料流入力３１２は、加熱された燃料流３０６を（例えば、増加又は減少した圧力で）燃料分離器３１４へ供給する。
【００７９】
図示されたシステム３００を実行することにおいて、燃料分離器３１４は、燃料流入力３１２を２つの燃料分画流、すなわち蒸気燃料流３１６と液体燃料流３１７とに分離する。この例では、液体燃料流３１７を分画燃料タンク１１４へ供給してもよい。
【００８０】
態様によっては、燃料分離器３１４を真空で運転してもよい。例えば、特定の自己点火特性値が望ましい実施において、燃料流入力３１２の高揮発性成分の増加を回復するために、燃料分離器３１４を（例えば、周囲作動圧力よりも低い）真空下で運転してもよい。更に別の態様では、例えば発電機３１８を含む実施では、燃料分離器３１４の圧力、温度、又はその両方を（例えば、分離器３１４の下流の背圧調整器を用いて）調整することによって、燃料分離器３１４をより高い圧力（例えば、周囲圧力を超える圧力）で運転してもよい。そのような態様では、加圧蒸気流３１６は、発電機３１８を駆動してもよい。発電機３１８からの出力は、例えば、排気式タービン過給、機械式過給、電気、又はそれらの組み合わせとして使用してもよい。
【００８１】
図示された燃料分離器３１４は、入力燃料流の分画成分の相対的揮発性に基づいて、入力燃料流３１２を少なくとも２つの個別の燃料分画（例えば、蒸気流３１６及び液体流３１７）に分離するフラッシュ蒸留組立体であってもよい。態様によっては、フラッシュ蒸留組立体は、液滴（ミスト）が蒸気流３１６で運ばれるのを防止又は低減するために、スクリーン又は類似の内部構造を装着した１つ以上のフラッシュタンクを含んでいてもよい。態様によっては、フラッシュ蒸留組立体は、分離を改善し、蒸気流３１６へのミスト持ち運びを防止又は低減するために、構造化若しくはランダムパッキング又はトレイで充填された、小型蒸留ユニットであってもよい。更に、態様によっては、フラッシュ蒸留組立体内のフラッシュタンクの数を、例えば、燃料流１０６（例えば、直鎖アルカン、分枝アルカン、環状アルカン、アルケン、芳香族化合物）及びその相対的揮発性、酸素化物等の燃料流１０６の添加物の揮発性、蒸気流３１６及び液体流３１７の望ましい自己点火特性値、蒸気流３１６及び液体流３１７の相対流量、又はそれらの組み合わせによって特定してもよい。２つの出力流（例えば、蒸気流３１６及び液体流３１７）が、燃料分離器３１４から示されているが、（例えば、燃料分離ステージ、フラッシュタンク他の数に基づいて）２つより多い出力流もあるだろう。
【００８２】
発電機３１８は、蒸気流３１６内で、燃料分離器３１４と熱交換器３０４との間に流体結合されている。発電機３１８は、態様によっては、タービンが回転して電力Ｐを生成する特定の圧力で蒸気流３１６を受け取り、蒸気流３１６を減圧で熱交換器３０４へ出力する、乗物に搭載されたタービン又はマイクロタービンであってもよい。蒸気流３１６の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）は、蒸気流３１６が発電機を回転させて圧力を失っても、変化しない、又は実質的に変化しないままかもしれない。
【００８３】
図示されたシステム３００は、搭載燃料分離サブ組立体３０２に通信可能に結合された（例えば、搭載燃料分離サブ組立体３０２の、１つ以上の構成要素や図示されていない構成要素を制御するために通信可能に結合されている）制御システム３２２も含む。態様によっては、制御システム３２２は、機械式、空気式、電気機械式、又はマイクロプロセッサベースの制御システム（又はそれらの組み合わせ）であってもよい。制御システム３２２は、搭載燃料分離システム３００を含む乗物のエンジンのエンジン運転特性に関連する入力を受信（又は記憶）し、受信（又は記憶）された入力に基づいて、例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流３０６、蒸気流３１６、液体流３１７、又はそれらの組み合わせの流量を調整又は制御する１つ以上のバルブに制御信号を送ってもよい。制御システム３２２はまた、燃料分離器３１４内のフラッシュタンクの運転温度、圧力、又は複数の圧力を制御するために、燃料分離器３１４に通信可能に結合されていてもよい。制御システム３２２は、例えば、燃料分離器３１４の前に加熱された燃料流３０６に更に熱を加えるために、第２の加熱器３０８に通信可能に結合されていてもよい。
【００８４】
例示のエンジン運転特性には、他の例の中でも特に、エンジン負荷、トルク及び回転数、並びに、例えば、気液比、蒸気ロック率、運転性指数、Ｔ９０又はＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘性、又はエンジン回転数−トルク比等の燃料仕様を含む。そのような特性（制御システム３２２への入力として）は、少なくとも部分的に、搭載燃料分離システム３０２の１つ以上の運転特性を調整するために使用してもよい。例えば、熱交換器３０４、燃料分離器３２４、又はその両方の運転圧力、温度、又はその両方を調整してもよい。１つ以上の例示された燃料流（例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流、蒸気燃料流３１６、液体燃料流３１７他）の流量、圧力、温度又はそれらの組み合わせも、（例えば、制御システム３２２を用いて図示しないバルブを制御することによって）調整してもよい。搭載燃料分離システム３０２の１つ以上の構成要素を制御システム３２８で調整することによって、蒸気燃料流３１６及び液体燃料流３１７の一方又は両方の自己点火特性値を、例えば、エンジンの運転条件に応じた望ましい値に調整してもよい。
【００８５】
例示された蒸気流３１６及び液体流３１７は、異なる自己点火特性値を有してもよい。例えば、態様によっては、蒸気流３１６の自己点火特性値は、液体流３１７の自己点火特性値よりも低い。態様によっては、蒸気流３１６及び液体流３１７の自己点火特性値は、ＲＯＮ又はセタン価であってもよい。
【００８６】
例示の運転では、燃料流１０６を、燃料分離器３１４から出力された蒸気流３１６と同様に、熱交換器３０４へ（例えば、強制的に圧送、噴霧又はその他で）循環する。蒸気流３１６からの熱は、熱交換器３０４において燃料流１０６に伝達され、加熱された燃料流３０６として熱交換器３０４から出力される。特定の自己点火特性値（例えば、液体流３１７のＲＯＮに対して低いＲＯＮ）を有している蒸気流３１６は、熱が燃料流１０６へ伝達されるときに熱交換器３０４において凝縮する。凝縮蒸気流３１９（ここでは、低ＲＯＮを有する液体流として）を、分画燃料タンク１１６へ循環して、エンジン（例えば、エンジン１３４）用の燃料源として使用するために貯蔵してもよい。
【００８７】
態様によっては、燃料流１０６を熱交換器３０４へ循環させる前に、燃料流１０６を、例えば電気加熱、加熱テープ等で予熱してもよい。例えば、「コールドスタート」状況（例えば、乗物のエンジンを始動している場合）においては、蒸気流３１６が燃料流１０６に十分な熱を提供することができないということに基づいて、燃料流１０６を予熱してもよい。このような態様では、分画燃料タンク１１６及び１１４に貯蔵された１つ以上の燃料分画（例えば、低ＲＯＮ、凝縮蒸気相３１９又は高ＲＯＮ液相３１７）を、エンジンのコールドスタート燃料として使用してもよい。
【００８８】
態様によっては、蒸気流３１６は、熱交換器３０４内において完全には凝縮しない場合がある。そのような態様では、部分的に凝縮した蒸気流３１９を、蒸気流３１９中の残留蒸気をより完全に凝縮するように、更に冷却してもよい。例えば、部分的に凝縮した蒸気流３１９中の蒸気を分離し、エンジンへの空気取入口でエンジンへ循環させてもよい。別の例として、冷却コイル、ラジエータ等のような第２の熱交換器（不図示）は、蒸気流３１９を（例えば、乗物空調システムの一部である冷たい冷媒で）熱交換器３０４と分画燃料タンク１１６との間で更に冷やしてもよい。更に別の例として、分画燃料タンク１１６の前に、蒸気流３１９を更に又は完全に凝縮させるために、部分的に凝縮された蒸気流３１９の圧力を増加させてもよい。
【００８９】
加熱された燃料流３０６は、加熱された燃料流３０６に追加の熱を加えても、加えなくてもよい第２の加熱器３０８を通して循環する。例えば、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流３１６及び液体流３１７において満たされるように、第２の加熱器３０８を、追加の熱を加えるように（例えば、制御システム３２２によって）制御してもよい。
【００９０】
加熱された燃料流３０６（第２の加熱器３０８によって更に加熱される）は、オリフィス３１０を通して循環し、燃料流入力３１２として燃料分離器３１４へ流入する。態様によっては、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流３１６及び液体流３１７で満たされるように、オリフィス２１０を、燃料入力流３１２の圧力を調整するように（例えば、制御システム３２２によって）制御してもよい。
【００９１】
燃料入力流３１２は、燃料分離器３１４を通して循環し、図示された蒸気流３１６及び図示された液体流３１７に（例えば、燃料入力流３１２の分画の相対的揮発性に基づいて）分離される。態様によっては、燃料分離器３１４は、燃料入力流３１２を、それぞれが特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）を有する複数の蒸気流及び複数の液体流に分離してもよい。そのような態様では、燃料分離器３１４（例えば、フラッシュタンク又は蒸留ユニット又はそれらの組み合わせ）は、複数の分離ステージを有していてもよい。
【００９２】
図示の実施では、蒸気相３１６は、発電機３１８（例えば、タービン又はマイクロタービン）へ循環する。蒸気相３１６は、発電機３１８を駆動して出力Ｐを発生させ、発電機３１８に進入するよりも低い圧力で（しかし、なお蒸気相で）発電機３１８から出る。低圧蒸気相３１６は、発電機３１８から熱交換器３０４へ循環する。
【００９３】
この例では、燃料分離器３１４から出力される液体流３１７の自己点火特性値（例えばＲＯＮ）は、蒸気流３１６の自己点火特性値よりも高い。液体流３１７は、分画燃料タンク１１４へ循環し、エンジン（例えば、エンジン１２４）用の燃料源として使用するために貯蔵される。
【００９４】
図４は、本開示による搭載燃料分離システム４００の別の実施の例の概略図である。態様によっては、システム４００の少なくとも一部を、図１に示される乗物１０２内の搭載燃料分離システム１０８として実施してもよい。システム４００は、図２及び図３に示すシステム２００及び３００に類似しているかもしれないが、発電機４２４、２ステージ（２段階）の熱交換器システム、及び２ステージ（２段階）の燃料分離器システムを含む。したがって、システム４００は、第１フラッシュタンクから得られた蒸気流を、高ＲＯＮ酸素化物及び低ＲＯＮ混合物に更に分離してもよい。
【００９５】
図示された搭載燃料分離システム４００は、いくつかの構成要素を含む（破線で示された）搭載燃料分離サブ組立体４０２を含む。図示されているように、燃料流１０６を、第１段階の熱交換器４０４（例えば、プレート及びフレーム式熱交換器、シェル及びチューブ（シェルアンドチューブ）熱交換器、フィン及びチューブ熱交換器他）で受け入れてもよい。第１段階の熱交換器４０４は、また、搭載燃料分離サブ組立体４０２から出力され、第１段階の熱交換器４０４へ戻って循環する蒸気燃料流４２８（例えば、低ＲＯＮ混合物蒸気流）の入力を受け取る。
【００９６】
第１段階の熱交換器４０４は、加熱された燃料流４０６を第２段階の熱交換器４０８（例えば、プレート及びフレーム式熱交換器、シェル及びチューブ（シェルアンドチューブ）熱交換器、フィン及びチューブ熱交換器他）へ出力する。第２段階の熱交換器４０８は、加熱された燃料流４０６、及び、第１段階の燃料分離器４１８から出力される高ＲＯＮ液体流４３０と、第２段階の燃料分離器４２２からの高ＲＯＮ酸素化物燃料流４３２とを含む混合液体燃料流を受け取る。この実施の例では、これらの２つの燃料流は混合し、第２段階の熱交換器４０８へ循環し、燃料分離前に、加熱された燃料流４０６へさらなる熱を提供する。第２段階の熱交換器４０８から、混合された高ＲＯＮ燃料流４１７が分画燃料タンク１１４（例えば、高ＲＯＮ燃料タンク）へ循環する。代替の実施では、高ＲＯＮ液体流４３０及び高ＲＯＮ酸素化物燃料流４３２の一方又は両方を、第２段階の熱交換器４０８を通過することなく、分画燃料タンク１１４へ供給してもよい。
【００９７】
別の実施の例では、第１段階及び第２段階の熱交換器の順序を逆にしてもよい。例えば、第１段階の熱交換器４０４は、燃料流１０６、及び、第１段階の燃料分離器４１８から出力される高ＲＯＮ液体流４３０と、第２段階の燃料分離器４２２からの高ＲＯＮ酸素化燃料流４３２とを含む混合液体燃料流を受け取ってもよい。第１段階の熱交換器４０４は、加熱された燃料流４０６を第２段階の熱交換器４０８へ出力し、第２段階の熱交換器４０８は、搭載燃料分離サブ組立体４０２から出力される蒸気燃料流４２８（例えば、低ＲＯＮ混合物蒸気流）の入力を受け取る。
【００９８】
更に加熱された燃料流４１０は、燃料流４１０に追加の熱を制御可能に提供できる第２の加熱器４１２（例えば、高温クーラント、高温排気ガス、電気加熱器他）に流体結合されている。オリフィス４１４（例えば、バルブ、固定オリフィス、可変オリフィス他）は、加熱器４１２と第１段階の燃料分離器４１８との間に流体結合されている。オリフィス４１４からの燃料流入力４１６は、更に加熱された燃料流４１０を（例えば、増加又は減少した圧力で）第１段階の燃料分離器４１８へ供給する。
【００９９】
システム４００の図示の実施では、第１段階の燃料分離器４１４は、燃料流入力４１６を、例えば、燃料流入力４１６の揮発性に基づいて、低ＲＯＮ蒸気燃料流４２０及び高ＲＯＮ液体燃料流４３０の２つの燃料分画流に分離する。この実施例では、前述したように、高ＲＯＮ液体燃料流４３０を分画燃料タンク１１４へ供給してもよい。
【０１００】
この実施に示すように、分離した低ＲＯＮ蒸気燃料流４２０は、第２段階の燃料分離器４２２と流体結合している。この例では、第２段階の燃料分離器４２２は、（例えば、蒸気流４２０の揮発性に基づいて）蒸気流４２０を低ＲＯＮ混合物流４２８と高ＲＯＮ酸素化物流４３２とに分離してもよい。上述したように、高ＲＯＮ酸素化物流４３２は、高ＲＯＮ液体流と（例えば、第２段階の熱交換器４０８又は分画燃料タンク１１４を通して）結合してもよい。
【０１０１】
図示された燃料分離器４１８及び４２２は、入力燃料流（例えば、燃料流４１２及び蒸気流４２０）を、入力燃料流の分画成分の相対的揮発性に基づいて、少なくとも２つの個別の燃料分画に分離するフラッシュ蒸留組立体であってもよい。態様によっては、各フラッシュ蒸留組立体は、液滴（ミスト）が燃料分離器内の蒸気流で運ばれるのを防止又は低減するために、スクリーン又は類似の内部構造を装着した１つ以上のフラッシュタンクを含んでいてもよい。態様によっては、各フラッシュ蒸留組立体は、分離を改善し、蒸気流へのミスト持ち運びを防止又は低減するために、構造化若しくはランダムパッキング又はトレイで充填された、小型蒸留ユニットであってもよい。更に、態様によっては、各フラッシュ蒸留組立体内のフラッシュタンクの数を、例えば、燃料流１０６の成分（例えば、直鎖アルカン、分枝アルカン、環状アルカン、アルケン、芳香族化合物）及びそれらの相対的揮発性、酸素化物等の燃料流１０６の添加剤の揮発性、得られた低ＲＯＮ流又は高ＲＯＮ流の望ましい自己点火特性値、得られた低ＲＯＮ流若しくは高ＲＯＮ流の相対的流量、又はそれらの組み合わせによって特定してもよい。
【０１０２】
態様によっては、第１段階の燃料分離器４１８及び第２段階の燃料分離器４２２の一方又は両方を真空で運転してもよい。例えば、特定の自己点火特性値が望ましい実施によっては、燃料流入力４１６又は低ＲＯＮ蒸気流４２０の高揮発性成分の増加を回復するために、第１段階の燃料分離器４１４、第２段階の燃料分離器４２２、又はその両方を、（例えば、周囲運転圧力よりも低い圧力の）真空下で運転してもよい。
【０１０３】
発電機４２４は、この実施の例では、第２段階の燃料分離器４２２と第１段階の熱交換器４０４との間の低ＲＯＮ混合物（蒸気）流４２８内に流体結合されている。発電機４２４は、態様によっては、タービンが回転して電力Ｐを生成する特定の圧力で低ＲＯＮ混合物（蒸気）流４２８を受け取り、低ＲＯＮ混合物（蒸気）流４２８を減圧で第１段階の熱交換器４０４へ出力する、乗物に搭載されたタービン又はマイクロタービンであってもよい。低ＲＯＮ混合物（蒸気）流４２８の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）は、低ＲＯＮ混合物（蒸気）流４２８が発電機４２４を回転させて圧力を失っても、変化しない、又は実質的に変化しないままかもしれない。
【０１０４】
図示されたシステム４００は、搭載燃料分離サブ組立体４０２に通信可能に結合された（例えば、搭載燃料分離サブ組立体４０２の、１つ以上の構成要素や図示されていない構成要素を制御するために通信可能に結合されている）制御システム４２６を含む。態様によっては、制御システム４２６は、機械式、空気式、電気機械式、又はマイクロプロセッサベースの制御システム（又はそれらの組み合わせ）であってもよい。制御システム４２６は、搭載燃料分離システム４００を含む乗物のエンジンのエンジン運転特性に関連する入力を受信（又は記憶）し、受信（又は記憶）された入力に基づいて、例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流４０６、４１０、及び／又は４１６、低ＲＯＮ蒸気流４２０、高ＲＯＮ液体流４３０、低ＲＯＮ混合物流４２８、高ＲＯＮ酸素化物流４３２、又はそれらの組み合わせの流量を調整又は制御する１つ以上のバルブに制御信号を送ってもよい。制御システム４２６はまた、例えば燃料分離器４１８及び４２２内のフラッシュタンクの作動圧力又は複数の圧力を制御するために、第１段階の燃料分離器４１８、第２段階の燃料分離器４２２、又はその両方に通信可能に結合されていてもよい。制御システム４２６も、例えば、第１段階の分離器４１８の前に加熱された燃料流４１０に更に熱を加えるために、第２の加熱器４１２に通信可能に結合されていてもよい。
【０１０５】
例示のエンジン運転特性は、他の例の中でも特に、エンジン負荷、トルク、及び回転数、並びに、例えば、気液比、蒸気ロック率、運転性指数、Ｔ９０若しくはＴ９５特性、燃料潤滑性、燃料粘性、又はエンジン回転数−トルク比等の燃料仕様を含む。そのような特性（制御システム４２６への入力として）は、少なくとも部分的に、搭載燃料分離システム４０２の１つ以上の運転特性を調整するために使用してもよい。例えば、第１段階又は第２段階の熱交換器４０４／４０８、第１段階又は第２段階の燃料分離器４１８／４２２、又はそれらの組み合わせの運転圧力、温度、又はその両方を調整してもよい。１つ以上の例示された燃料流（例えば、燃料流１０６、加熱された燃料流、低ＲＯＮ蒸気燃料流４２０、高ＲＯＮ液体燃料流４３０、低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８、高ＲＯＮ酸素化物流４３２等）の流量、圧力、温度又はこれらの組み合わせも、（例えば、制御システム４２６で図示しないバルブを制御することによって）調整してもよい。搭載燃料分離システム４０２の１つ以上の構成要素を制御システム４２６で調整することによって、蒸気燃料流４２０及び液体燃料流４３０の一方又は両方の自己点火特性値を、例えば、エンジンの運転条件に応じた望ましい値に調整してもよい。
【０１０６】
例示の運転では、燃料流１０６及び低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８を、第１段階の熱交換器４０４へ（例えば、強制的に圧送、噴霧又はその他で）循環する。蒸気流４２８からの熱は、第１段階の熱交換器４０４において燃料流１０６へ伝達され、第１段階の熱交換器４０４から加熱された燃料流４０６として出力される。特定の自己点火特性値（例えば、液体流４３０のＲＯＮに対して低いＲＯＮ）を有している蒸気流４２８は、熱が燃料流１０６へ伝達されるときに第１段階の熱交換器４０４において凝縮する。凝縮蒸気流４１９（ここでは、低ＲＯＮを有する液体流として）を、分画燃料タンク１１６に循環して、エンジン（例えば、エンジン１２４）用の燃料源として使用するために貯蔵してもよい。
【０１０７】
態様によっては、燃料流１０６を第１段階の熱交換器４０４へ循環させる前に、燃料流１０６を、例えば電気加熱、加熱テープ等で予熱してもよい。例えば、「コールドスタート」状況（例えば、乗物のエンジンを始動している場合）においては、蒸気流４１６が燃料流１０６に十分な熱を提供することができないということに基づいて、燃料流１０６を予熱してもよい。このような態様では、分画燃料タンク１１６及び１１４に貯蔵された１つ以上の燃料分画（例えば、低ＲＯＮ、凝縮蒸気相４１９又は混合された高ＲＯＮ液相４１７）は、エンジンのコールドスタート燃料として用いてもよい。
【０１０８】
態様によっては、低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８は、第１段階の熱交換器４０４内では液体に完全に凝縮しないことがある。そのような態様では、部分的に凝縮した蒸気流４１９を、蒸気流４１９中の残留蒸気をより完全に凝縮するように、更に冷却してもよい。例えば、部分的に凝縮した蒸気流４１９中の蒸気を分離し、エンジンへの空気取入口でエンジンへ循環させてもよい。別の例として、冷却コイル、ラジエータ等のような第２の熱交換器（不図示）は、蒸気流４１９を（例えば、乗物空調システムの一部である冷たい冷媒で）第１段階の熱交換器４０４と分画燃料タンク１１６の間で更に冷やしてもよい。更に別の例として、分画燃料タンク１１６の前に蒸気流４１９を更に又は完全に凝縮させるために、部分的に凝縮された蒸気流４１９の圧力を増加させてもよい。
【０１０９】
加熱された燃料流４０６は、第２段階の熱交換器４０８を循環し、第２段階の熱交換器４０８は、（この実施例では）高ＲＯＮ液体流４３０と高ＲＯＮ酸素化物流４３２とを合わせて受ける。熱は、第２段階の熱交換器４０８において、混合された高ＲＯＮ流から加熱された燃料流４０６へ移される。
【０１１０】
さらなる加熱された燃料流４１０は、第２段階の熱交換器４０８から第２の加熱器４１２へ循環し、加熱された燃料流４１０に追加の熱を加えても加えなくてもよい。例えば、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流４２０及び液体流４３０において充足するように、追加の熱を加えるために（例えば、制御システム４２６によって）第２の加熱器４１２を制御してもよい。
【０１１１】
更に加熱された燃料流４１０（第２の加熱器４１２によって更に加熱される）は、オリフィス４１４を通して、燃料流入力４１６として第１段階の燃料分離器４１８へ循環する。態様によっては、特定の自己点火特性値（例えば、ＲＯＮ又はセタン価）が蒸気流４１６及び液体流４１７で充足するように、燃料入力流４１２の圧力を調整するために（例えば、制御システム４２６によって）オリフィス４１４を制御してもよい。
【０１１２】
燃料入力流４１６は、第１段階の燃料分離器４１８を通して循環し、図示された低ＲＯＮ蒸気流４２０及び図示された高ＲＯＮ液体流４３０に（例えば、燃料入力流４１６の分画の相対的揮発性に基づいて）分離される。この例では、第１段階の燃料分離器４１８から出力される液体流４３０の自己点火特性値（例えばＲＯＮ）は、蒸気流４２０の自己点火特性値よりも高い。液体流４３０は、（高ＲＯＮ酸素化物流４３２と共に）第２段階の熱交換器４０８を通して分画燃料タンク１１４へ循環し、エンジン（例えば、エンジン１２４）用の燃料源として使用するために貯蔵される。
【０１１３】
図示された低ＲＯＮ蒸気流４２０は、第１段階の燃料分離器４１８から第２段階の燃料分離器４２２へ循環させられる。第２段階の燃料分離器４２２では、低ＲＯＮ蒸気流４２０が、（例えば、蒸気流４２０の分画の相対揮発性に基づいて）低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８と高ＲＯＮ酸素化物流４３２とに分離される。次いで、低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８は、発電機４２４に循環して、発電機を駆動し、電力を生成する。その後、低ＲＯＮ混合物蒸気流４２８は、（より低い圧力で）第１段階の熱交換器４０４へ循環し、そこで凝縮して、凝縮された低ＲＯＮ燃料流４１９となり、エンジン（例えば、エンジン１２４）の燃料源として分画燃料タンク４１６に貯蔵される。
【０１１４】
図５Ａ乃至図５Ｃは、それぞれ、本開示による搭載燃料分離システムのシミュレーションモデルの結果を示すグラフ５００、５０５、及び５１０である。結果がグラフ５００、５０５及び５１０に示されたシミュレーションモデルは、例えば、図２のシステム２００に示すような、熱交換器及び単段の燃料分離器を含む乗物用の搭載燃料分離システムの作動をシミュレートする。図５Ａ乃至図５Ｃのシミュレーションモデルでは、燃料流（例えば燃料流１０６）は、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）と混合された９１ガソリンである。
【０１１５】
グラフ５００は、燃料分離器（例えば、燃料分離器２１４）の運転温度に対する、液体燃料流（例えば、液体流２１７）のＲＯＮ及び蒸気燃料流（例えば、蒸気燃料流２１６）のＲＯＮを示す。この実施例では、シミュレーションモデルの燃料分離器は、単独のフラッシュタンク蒸留ユニットである。図示のように、液体燃料流と蒸気燃料流との間のＲＯＮの相対的な差は、フラッシュ蒸留が増加するにつれて（ＲＯＮ差で２６まで）一般に増加する。
【０１１６】
グラフ５０５は、燃料分離器の凝縮蒸気燃料流（例えば、燃料流２１９）の作動容積流量に対する液体燃料流のＲＯＮ及び蒸気燃料流のＲＯＮを示す。図示のように、液体燃料流と蒸気燃料流との間のＲＯＮの相対的な差は、フラッシュ蒸留ユニットからの凝縮蒸気燃料流の体積流量が増加すると（ＲＯＮ差で２６まで）増加する。
【０１１７】
グラフ５１０は、燃料分離器の運転温度に対する熱流量を示す。グラフ５１０において、「要求熱量」のラインは、指定温度でのＲＯＮ差分を達成するために、ライン１０６内に流入する燃料１リットル当たりの要求熱エネルギ（例えば、熱交換器、加熱器、又はその両方を通して燃料流に供給される熱量）を表す。「クーラント」のラインは、熱交換器２０８で使用できる高温のクーラント中の流入燃料１リットルあたりの利用可能な熱エネルギを表す。態様によっては、温度差がゼロ又は負数であり得るので、約８０℃を超えると、この熱は（熱交換器２０８では）使用できない。「排気」のラインは、熱交換器２０８で使用できる排気ガス中の流入燃料１リットルあたりの利用可能な熱エネルギを表す。
【０１１８】
図６Ａ乃至図６Ｃは、それぞれ、本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフ６００、６０５、及び６１０である。結果がグラフ６００、６０５及び６１０に示されたシミュレーションモデルは、例えば、図２のシステム２００に示すような、熱交換器及び単段の燃料分離器を含む乗物用の搭載燃料分離システムの作動をシミュレートする。図６Ａ乃至図６Ｃのシミュレーションモデルでは、燃料流（例えば、燃料流１０６）は、酸素化物を含まない９１ガソリンである。
【０１１９】
グラフ６００は、燃料分離器（例えば、燃料分離器２１４）の運転温度に対する、液体燃料流（例えば、液体流２１７）のＲＯＮ及び蒸気燃料流（例えば、蒸気燃料流２１６）のＲＯＮを示す。この実施例では、シミュレーションモデルの燃料分離器は、単独のタンクフラッシュ蒸留ユニットである。図示のように、液体燃料流と蒸気燃料流との間のＲＯＮの相対的な差は、フラッシュ蒸留が増加するにつれて（ＲＯＮ差で２９まで）一般に増加する。
【０１２０】
グラフ６０５は、燃料分離器の蒸気燃料流（例えば、燃料流２１９）の作動容積流量に対する液体燃料流のＲＯＮ及び蒸気燃料流のＲＯＮを示す。図示のように、液体燃料流と蒸気燃料流との間のＲＯＮの相対的な差は、フラッシュ蒸留ユニットからの凝縮蒸気燃料流の体積流量が増加すると（ＲＯＮ差で２９まで）増加する。
【０１２１】
グラフ６１０は、燃料分離器の運転温度に対する熱流量を示す。グラフ６１０において、「要求熱量」のラインは、指定温度でのＲＯＮ差分を達成するために、ライン１０６内に流入する燃料１リットル当たりの要求熱エネルギ（例えば、熱交換器、加熱器、又はその両方を通して燃料流に供給される熱量）を表す。「クーラント」のラインは、熱交換器２０８で使用できる高温のクーラント中の流入燃料１リットルあたりの利用可能な熱エネルギを表す。態様によっては、温度差がゼロ又は負数であり得るので、約８０℃を超えると、この熱は（熱交換器２０８では）使用できない。「排気」のラインは、熱交換器２０８で使用できる排気ガス中の流入燃料１リットルあたりの利用可能な熱エネルギを表す。
【０１２２】
図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、本開示による搭載燃料分離システムの別のシミュレーションモデルの結果を示すグラフ７００及び７０５である。グラフ７００は、自己点火特性値（ここではＲＯＮ）に対する燃料分離器（例えば、小型蒸留ユニット又は複数のフラッシュタンクを有する燃料分離器）における平衡ステージの数の影響を示す。グラフ７０５は、自己点火特性値（ここではＲＯＮ）に対する還流比の影響を示す。態様によっては、小型蒸留ユニットにおいて、平衡ステージの数及び還流比は、出力流（例えば、蒸気及び液体流）のＲＯＮを変化させるために変化させることができる付加的な設計変数である。
【０１２３】
図８は、搭載燃料分離システムの例示の制御装置８００（又は制御システム）の概略図である。例えば、制御装置８００は、例えば、制御システム２１８、３２２、４２６又は本明細書に記載の他の制御装置として、又はその一部として、前述した作動に使用できる。例えば、制御装置８００は、本明細書で説明されるように、乗物エンジン及び搭載燃料分離システムの一方又は両方と通信可能に結合されていてもよく、又はその一部としていてもよい。
【０１２４】
制御装置８００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）、プロセッサ、デジタル回路、又は乗物の一部である他のもの、のような、デジタルコンピュータのいろいろな形態を含むことを意図している。加えて、システムは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ等のポータブルメディア（携帯用記憶媒体）を含むことができる。例えば、ＵＳＢフラッシュドライブは、オペレーティングシステム及び他のアプリケーションを記憶できる。ＵＳＢフラッシュドライブは、ワイヤレストランスミッタ（無線送信機）、又は別のコンピューティングデバイスのＵＳＢポートに挿入できるＵＳＢコネクタ等の、入力／出力構成要素を含むことができる。
【０１２５】
制御装置８００は、プロセッサ８１０と、メモリ８２０と、記憶装置８３０と、入力／出力装置８４０とを含む。構成要素８１０、８２０、８３０、及び８４０の各々は、システムバス８５０を用いて相互に接続されている。プロセッサ８１０は、制御装置８００内での実行のための命令を処理することができる。多数のアーキテクチャ（基本設計概念）のいずれかを用いてプロセッサを設計してもよい。例えば、プロセッサ８１０は、ＣＩＳＣ（複合命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）プロセッサ、又はＭＩＳＣ（最小命令セットコンピュータ）プロセッサであってもよい。
【０１２６】
１つの実施では、プロセッサ８１０はシングルスレッドプロセッサである。別の実施では、プロセッサ８１０はマルチスレッドプロセッサである。プロセッサ８１０は、メモリ８２０内又は記憶装置８３０上に記憶された命令を処理して、入力／出力装置８４０上のユーザインタフェースのグラフィカル情報を表示することができる。
【０１２７】
メモリ８２０は、制御装置８００内の情報を記憶する。１つの実施では、メモリ８２０はコンピュータ読み取り可能媒体である。１つの実施では、メモリ８２０は揮発性メモリユニットである。別の実施では、メモリ８２０は不揮発性メモリユニットである。
【０１２８】
記憶装置８３０は、制御装置８００用の大容量記憶装置を提供することができる。１つの実施では、記憶装置８３０はコンピュータ読み取り可能読媒体である。さまざまな異なる実施において、記憶装置８３０は、フロッピーディスク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置、又はテープ装置であってもよい。
【０１２９】
入力／出力装置８４０は、制御装置８００に対する入力／出力操作を提供する。１つの実施では、入力／出力装置８４０は、キーボード及び／又はポインティングデバイスを含む。別の実施では、入力／出力装置８４０は、グラフィカルユーザインタフェイスを表示するための表示ユニットを含む。
【０１３０】
説明した特徴は、デジタル電子回路、又はコンピュータのハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、若しくはそれらの組み合わせで実施できる。説明した装置は、例えばプログラマブルプロセッサによる実行のためにマシン読み取り可能記憶装置等の情報媒体へ有形に組み込まれたコンピュータプログラム製品で実施でき、方法ステップは、プログラム命令を実行するプログラム可能プロセッサによって実行でき、入力データを操作して出力を生成することによって、説明された実施の機能を実行する。説明した特徴は、データ記憶システム、少なくとも１つの入力装置及び少なくとも１つの出力装置からデータ及び命令を受信し、データ記憶システム、少なくとも１つの入力装置及び少なくとも１つの出力装置へデータ及び命令を送信するように結合された少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能な１つ以上のコンピュータプログラムで有利に実施できることである。コンピュータプログラムとは、ある活動を実行したり、特定の結果をもたらしたりするために、コンピュータで直接的又は間接的に用いることのできる一連の命令である。コンピュータプログラムは、コンパイル又はインタプリタ言語を含む任意の形式のプログラミング言語で記述でき、スタンドアロンプログラムとして、又は、モジュール、構成要素、サブルーチン、若しくはコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとして、任意の形態で展開できる。
【０１３１】
プログラム命令の実行に適するプロセッサとしては、例えば、汎用及び専用の両マイクロプロセッサ、並びに、任意の種類のコンピュータの単体プロセッサ又はマルチプロセッサのうちの１つが挙げられる。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを記憶するための１つ以上のメモリである。一般に、コンピュータは、データファイルを格納するための１つ以上の大容量記憶装置を含むものであり、又は通信するように操作可能に結合されているものであり、そのような装置は、内部ハードディスク及びリムーバブルディスク等の、磁気ディスク、光磁気ディスク、及び光ディスクを含む。コンピュータプログラム命令及びデータを明白に具体化するのに適した記憶装置として、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置等の半導体メモリ装置を含むすべての形態の不揮発性メモリ、内部ハードディスク及びリムーバブルディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクが挙げられる。プロセッサ及びメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完できる、又はそこに組み込むことができる。
【０１３２】
ユーザとの相互作用を提供するために、ユーザに情報を表示するためのＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ等の表示装置と、ユーザがコンピュータに入力することができるキーボード及びマウスやトラックボール等のポインティングデバイスとを有するコンピュータ上にその機能を実装できる。更に、そのような活動は、タッチスクリーンフラットパネルディスプレイ及び他の適切な装置（メカニズム）を介して実施することができる。
【０１３３】
かかる特徴は、データサーバ等のバックエンド構成要素を含む制御システム、又は、アプリケーションサーバ若しくはインターネットサーバのようなミドルウェア構成要素を含む制御システム、又は、グラフィカルユーザインタフェイス若しくはインターネットブラウザを有するクライアントコンピュータのようなフロントエンド構成要素を含む制御システム、あるいはこれらの任意の組み合わせに実装することができる。システムの構成要素は、通信ネットワークのような任意の形式又は媒体のデジタルデータ通信によって接続することができる。通信ネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、ピアツーピアネットワーク（アドホック又は静的メンバーを有する）、グリッドコンピューティングインフラストラクチャ、及びインターネットが含まれる。
【０１３４】
本明細書は多くの具体的な実施詳細を含むが、それらはあらゆる発明又は請求され得る事項の範囲を制限するものではなく、むしろ特定の発明の特定の実施における特有な特徴の記載であると理解すべきである。別々の実施の文脈において本明細書に記載される特定の特徴を単一の実施における組み合わせにおいて実施することもできる。それとは逆に、単一の実施の文脈において記載された様々な特徴は、複数の実施を別々で、又は任意で適切なサブコンビネーション（下位の結合）で、実施することもできる。さらに、これらの特徴は、特定の組み合わせで機能してそのように最初は請求するように上では説明しているかもしれないが、請求された組み合わせからの１つ以上の特徴を、場合によっては、その組み合わせから削除してもよく、請求された組み合わせをサブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形に導いてもよい。
【０１３５】
同様に、操作（オペレーション）は特定の順序で図面に示されているが、これは、かかる操作が図示の特定の順序又は一連の順序で実行されること、又は、図示のすべての操作を、所望の結果を達成するよう実行する必要があると理解すべきではない。ある特定の状況において、マルチタスク及び並列処理が有利な場合がある。さらに、上で説明した実施における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施において、かかる分離が必要であると理解すべきではなく、説明したプログラム構成要素及びシステムは、一般に、単一のソフトウェアプロダクトに共に統合されてもよく、多数のソフトウェアプロダクトにパッケージ化されてもよいと理解すべきである。
【０１３６】
ここまで、多くの実施を説明してきた。それにもかかわらず、本開示の精神及び適用範囲から逸脱することなく様々な改良が行われてもよいことは言うまでもない。例えば、本明細書で説明する例示の操作、方法、又はプロセスは、説明したものより多くのステップ又はより少ないステップを含んでもよい。更に、そのような例示の操作、方法、又は工程におけるステップは、図に説明又は示されたものとは異なるつながりで実行されてもよい。したがって、その他の実施も以下の特許請求の範囲内である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００  乗物システム
１０２  乗物
１０４  燃料入力
１０６、２０６、３０６、４０６  燃料流
１０８、２００,３００,４００  搭載燃料分離システム
１２４  エンジン
２０４、３０４  熱交換器
２０８、３０８、４１２  第２の加熱器
２１０、３１０、４１４  オリフィス
２１２、３１２、４１６  燃料流入力
２１４、３１４  燃料分離器
２１６、３１６  蒸気燃料流
２１７、３１７  液体燃料流
２１８、３２２、４２６  制御システム
２１９、３１９、４１９  凝縮蒸気流
４０４  第１段階の熱交換器
４０８  第２段階の熱交換器
４１８  第１段階の燃料分離器
４２２  第２段階の燃料分離器
４２４  発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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